植物育种第七讲.ppt

第七章 杂种优势利用 杂种优势 (heterosis): 指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种, 在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等性状方面超过其双亲的现象。 一、杂种优势利用的简史与现状 1、 利用简史 欧洲在产业革命之后 , 开始了作物杂种优势利用的研究。如法国学者 Kolreuter, 在 1761-1766 年育成了早熟优良的烟草种间杂种 ,并提出种植烟草杂交种的建议。 Mendel (1865) 通过豌豆杂交试验 , 也观察到杂种优势现象 , 并首先提出了杂种活力这个术语。 Darwin (1877) 观察并测量了玉米等作物的杂种优势现象后 , 提出了异花授粉有利和自花授粉有害的观点。其后 , 许多学者对玉米做了一系列研究 , 终于导致玉米成为生产中大规模利用杂种优势的第一个代表性作物。 Beal大约在 1876 年开始进行玉米品种间杂交研究。 Morrow 和 Gardner(1893) 制定了生产杂交种子的程序 ,Richey (1922) 进行了大量的品种间杂交种的产量比较试验。他们的研究一致，肯定了玉米品种间杂交种的优势。 Shamel(1898-1902) 、 Shull(1905-1909) 、 East (1908) 和 Blurls(1910)先后进行了玉米自交系选育与杂种优势的研究。 Shull（1908）首次提出了“杂种优势”这一术语和选育单交种的基本程序 , 从遗传理论上和育种模式上为玉米自交系间的杂种优势利用奠定了基础。 统计资料表明 ,1934 年美国玉米杂交种只占玉米种植面积的0.40%; 到 1944 年玉米杂交种面积已占56%, 在美国玉米带各州所占面积已达 90%; 到 1956 年全美已普及了玉米杂交种。在 1960 年以前 , 生产上种植的主要是双交种和一部分三交种与品种群体。由于自交系水平的提高 ,1963 年后开始推广玉米单交种 。迄今为止 , 生产上种植的主要是单交种 , 还有小部分三交种和品种群体。 我国对玉米杂种优势的研究 , 始于 20 世纪 30 年代 , 但因连年内战外患 , 获得有限的育种成果也未能在生产上推广利用。直到 50 年代 , 才推广品种间杂交种 ,60 年代推广双交种 ,70 年代推广单交种。统计资料表明 ,1987 年全国种植的玉米杂交种已占玉米总面积的80% 以上。2000年玉米单交种超过玉米总面积的90%。 2、 利用现状 作物杂种优势利用主要集中在以下五个方面：核质互作雄性不育系的选育、化学杀雄、光温敏雄性不育系的选育、核雄性不育的利用与核质互作杂种优势利用。 高粱是常异花作物中最早利用杂种优势的作物。我国杂交高梁的研究始于 20 世纪 50 年代后期 , 到 60 年代后期 , 育成并推广了一批高粱杂交种 , 现在高粱杂交种也已普及 , 约占高粱总面积的 80% 。 杂交高粱 世界杂交水稻研究始于20 世纪50 年代。我国杂交水稻的研究始于1964年 ,70 年代前期完成了籼型和梗型水稻三系配套 ,70 年代中期开始推广种植杂交水稻 , 到 1990 年杂交水稻种植面积达 1600 万平方米, 占全国水稻面积的 50%。中国杂交水稻的大面积推广, 开创了自花授粉作物杂种优势利用的先例,处于国际领先地位。 油菜杂种优势的研究始于 60 年代中期 , 经过 20 多年的研究, 已育成秦油2号、华杂2号等几个杂交组合, 正在进行示范推广, 据初步统计 ,1990年秋播杂交油菜面积已超过40万平方米, 在国际上处于领先地位。 我国的棉花杂种优势利用, 也进行了大量的研究, 但尚未取得重大进展, 四川省利用核不育系配制的棉花杂交种, 已在生产中利用, 每年的推广面积占该省棉田的25%-30%。目前我国年推广面积占全国植棉面积的10%左右。 目前世界上已经利用和即将利用杂种优势的植物有： 大田作物——玉米、水稻、高梁、黑麦、向日葵、棉花、烟草、小麦、大麦、燕麦、谷子、珍珠粟、大豆、油菜、甜菜以及苜蓿等牧草。 蔬菜作物——番茄、洋葱、茄子、黄瓜、西葫芦、西瓜、笋瓜、南瓜、甘蓝、花椰菜、白菜、萝卜、胡萝卜、菠菜、石刁柏、莴苣、辣椒、葱、芹菜、菜豆、豌豆、马铃薯等。 还有椰子等果树植物 , 桉树等林木植物以及秋海棠等观赏植物。 二、 杂种优势表现特征 1、杂种优势的普遍性 区别：杂种优势和杂种活力（P118） 杂种优势的表现： （1）生长势和营养体 （2）产量和产量